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家庭医用设备的未来发展
来源:本站  作者:  时间:2015-09-21

医用保健何去何从
    医用设备将不再限于临床应用,而是越来越多地走进人们的日常生活。为了让医用监护和用药走进家庭,这些设备将具备以下特性:
    1.便携:小巧且功耗低,甚至上了年纪的病人都不会认为它们是累赘。
    2.智能:利用提供的监护信息能够确认配置正确,可以完成目标任务,或者提醒立刻关注。
    3.安全:它们必须设计为具有等同于医院中使用的较老产品型号的安全性,同时又能够让人无需接受培训即可使用。
    4.连接:可轻松编程、更新和读出数据。这些设备必须能够与非医用设备实现接口(如商用联网计算机),以便与远程医用机构通信。
安全性
    医用保健设备的革新要求更加关注安全性,而且关注程度丝毫不亚于现在医院里使用的电子设备。安全性包括很多方面;设备必须能够自我诊断连接是否正确,以及病人状况如何。设备必须能够阻止使用不当或恶意篡改。出于隐私方面的要求,必须以安全的方式保存和传输病人资料。还要求具有电气安全性,因此与非医用通信设备或其它家用电器连接时,高压或泄漏电流不会流入人体。电气安全性在很大程度上都通过隔离来保证。隔离阻断主电源或其它医用设备(如除颤器等产生高电压的设备)到设备电源的电气路径。本文的其余部分将说明如何实现医用设备连接的安全隔离,重点讨论那些用于非临床环境下的情况。
    在医用应用中,病人特别容易受到电子设备的影响。在皮肤这一保护层之下的人体富含由血液和细胞质组成的盐水。盐水是良好的电导体,而皮肤在干燥的时候则是良好的绝缘体。试图监控人体内部情况的医用设备,其大面积的电极和导电胶会降低皮肤阻抗。于是,这些电子设备的任何非预期信号容易产生电流,流经病人身体,破坏神经系统并影响心脏等器官的肌肉。设计具有电气安全性的电子设备时,这些重要的电气安全性要求便是IEC60601医用安全标准中的一部分。甚至像运动器械上的心率仪等看上去非常普通的应用,也必须符合隔离规范,以保证安全性。那些性命攸关的设备则必须符合更严格的标准。
    保护设备不受有害电源影响并控制接地
    电子设备中最主要的非预期信号来源是电网。医用应用必须能够阻隔50Hz至60Hz线路上的交流泄漏、雷击导致的瞬变、开关噪声以及线路故障条件。这一点并非仅针对医用设备;但是医用设备在这方面的要求更严格,并且泄漏水平取决于设备与病人相连的方式。
设备和病人之间的连接亦须隔离,以防病人使用多个医用设备时,设备使用其它的连接作为另一条回路,导致意料外的电流走向。此外,如果病人能够接触连接了大楼安全接地的任意设备(如家用电器或金属床架),电流必须无法通过那条路径。针对病人的绝缘需要用到两个独立的绝缘系统,或经证明等同于两个系统的单一系统。这称为双重病人保护隔离,或简称2MOPP。
    难点在于提供针对通信和家庭医用设备电源的安全性。下面将重点讨论通信接口。
    电子设备如何达到隔离要求
    典型的家用医用保健电子设备需要与其它医用设备或现有的家用电子设施进行通信。它要能够符合隐私与安全要求,保证信息不被拦截或破坏。它应当符合IEC60601规范中的泄漏和安全要求。通常电气连接需要提供双重病人保护,具有4 kV额定耐受电压以及极低的容性泄漏和防除颤额定性能。
    结论
    医用监护仪和提供治疗的设备正在打破临床环境与提供医用保健之间的必然关系。这些设备使生活质量大为提高,允许人们在家接受高质量的治疗和监护。完整的移动监护和治疗给药系统可实时分析人体需求并进行精确的实时给药。例如,胰岛素输液泵能模仿人体的胰岛素反应,针对非卧床病人实现更佳的疾病管理。通过新技术,还可让暂时无法到达医院或诊所的病人将他们的监控数据上传到几小时路程以外的医院。心脏监护仪可在病人出现症状之前检测到发病情况。
    信息必须在医用设备、医师以及设备维护公司之间实现双向传递。诸如剂量等工作参数必须传送给设备。设备的固件应当始终保持最新版本。使用多种方法保持电气安全性。本文中的所有方法针对高度安全可靠的家用或临床医用保健设备均有效。可根据特定应用的相关需求做出选择。

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